頭盔中的秘密

文/陳育和

杜馬是一位美國弗吉尼亞州黑堡的弗吉尼亞理工大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師。他專門研究有身體接觸的體育運動，例如美式足球和冰球項目中的頭部與頭部相撞所造成的傷害。它在這兩種運動員所佩戴的頭盔中安裝傳感器，幾年來他記錄下了15萬多次從7歲少兒到弗吉尼亞理工大學(xué)美式足球隊隊員，所遭受到的碰撞。這些數(shù)據(jù)幫助他了解哪一種情況最容易造成腦震蕩以及其他一些傷害。

杜馬楊利用數(shù)據(jù)設(shè)計出一種更為安全更有效的頭盔，那么他為什么要研究頭盔技術(shù)以及運動型腦震蕩呢？原來是這樣，有一次他接到本校體育部打來的一個電話，問他們的美式足球隊隊員應(yīng)該購買什么頭盔，沒有公開的測量頭盔的性能數(shù)據(jù)，只憑一雙眼睛是無法辦到的。因此，杜馬在球隊隊員戴的頭盔上裝了傳感器。

佩戴頭盔的目的是為了減少頭部碰撞時的重力加速度。每當(dāng)頭部遭到突然的碰撞，例如在競技場上頭與頭的突然猛烈碰撞造成頭部很快的重力加速度，就會發(fā)生腦震蕩。正是由于這種加速度的出現(xiàn)，使得大腦伸展變形，從而產(chǎn)生腦震蕩。由于現(xiàn)在的頭盔采用了多種泡沫和護(hù)墊技術(shù)，因而減少了頭部碰撞時的重力加速度，當(dāng)然頭盔越好，就越能降低運動員比賽中的頭部受傷的危險。

杜馬在運動員頭盔的泡沫護(hù)墊上安裝了6個加速度記速儀。加速度記速儀可以測量頭部的運動，并捕捉每一次頭部碰撞。并且記錄下加速度是多少。然后，頭盔上的無線發(fā)射器將實時信息傳給在賽場邊上的計算機，在那里，科研人員觀看數(shù)據(jù)以便研究。這樣，杜馬等科研人員可以準(zhǔn)確地了解到，運動員碰撞的次數(shù)和方向，以及有多大力量。盡管每個運動員各不相同，但是杜馬知道80g到100g就能造成腦震蕩。如果一個運動員在頭部遭到猛烈撞擊，那么那里的傳感器就會給隨隊醫(yī)生自動發(fā)出警報，看運動員是否需要休息。

杜馬等科研人員將所有在賽場上接收到的有關(guān)頭盔和頭盔碰撞的信息帶回實驗室。他們對每種市場上的頭盔進(jìn)行120次測試，看它們承受重力加速度的程度。然后，科研人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并制定出每種頭盔的等級。

一般來說，一顆星的頭盔可以防護(hù)的作用遠(yuǎn)低于五星級的頭盔。給頭盔排列星級，可以刺激頭盔制造商設(shè)計生產(chǎn)更好的頭盔?，F(xiàn)在這些科研成果已經(jīng)應(yīng)用于美式足球頭盔，以后冰球和棒球及壘球的頭盔也會相繼應(yīng)用該項科研成果。